1、arm最小系统

2、cpu

ALU: 运算单元, 实现运算的硬件电路
R0~R12: 通用寄存器,一般用来存储数据
PC: 程序计数器, 一般指向正在运行的下下条指令,默认做自加运算,复位值为0
LR: 链接寄存器 存储函数的返回地址
SP: 栈指针寄存器 指向栈顶
CPSR:当前程序状态寄存器, 进借位、溢出、中断使能、工作模式、大小端控制
SPSR: 保存程序状态寄存器,是CPSR的备份
Cache: 缓存,访问速率介于寄存器和内存之间,提高程序执行的效率
MMU:内存管理单元,用于虚拟地址到物理地址的映射
3、soc

AHB:高速总线
APB:外设(低速)总线
地址总线:传输地址(单向)
数据总线:传输数据(双向)
控制总线:读写/忙控制信号
4、ARM的不同工作模式

寄存器组织概要

程序状态寄存器

5、异常处理

6、程序指针pc
当处理器执行在ARM状态:
、
所有指令 32 bits 宽
、
所有指令必须 word 对齐
、
所以 pc****值由bits [31:2]决定, bits [1:0] 未定义 (所以指令不能halfword /
byte对齐).
、
当处理器执行在Thumb状态:
、
所有指令 16 bits 宽
、
所有指令必须 halfword 对齐
、
所以 pc****值由bits [31:1]决定, bits [0] 未定义 (所以指令不能 byte对齐).
、
当处理器执行在Jazelle状态:
、
所有指令 8 bits 宽
、
处理器执行 word 存取一次取4条指令
7、补充
数据处理指令:
包括:
算术指令:ADD ADC SUB SBC RSB RSC
逻辑指令:AND ORR EOR BIC
比较指令:CMP CMN TST TEQ
数据搬移:MOV MVN
上述指令只能对寄存器操作,不能针对存储器。
语法:
<操作>(<cond>}{S} Rd, Rn,Operand2
只有比较指令影响标志位-不指定Rd
数据搬移(MOV指令)不指定Rn
第二个操作数通过桶型移位器送到ALU中。
8、对于arm中函数调用规则
| 寄存器 | 别名 | 核心用途 | 是否由调用者保存(保存责任方) | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| R0 | - | 1. 第一个整数 / 指针参数2. 函数返回值(整数 / 指针类型) | 否(调用者无需保存) | 函数调用时优先传参,返回时承载结果 |
| R1 | - | 第二个整数 / 指针参数 | 否(调用者无需保存) | 仅用于传递第二个参数,函数调用后值可能被覆盖 |
| R2 | - | 第三个整数 / 指针参数 | 否(调用者无需保存) | 仅用于传递第三个参数 |
| R3 | - | 第四个整数 / 指针参数 | 否(调用者无需保存) | 仅用于传递第四个参数,超过 4 个参数时需通过栈传递 |
| R4-R11 | - | 局部变量寄存器 | 是(被调用者保存) | 被调用函数需保护这些寄存器的值,调用结束后恢复 |
| R12 | IP | 内部过程调用暂存寄存器 | 否(调用者无需保存) | 函数调用过程中临时使用,无需保存 |
| R13 | SP | 栈指针 | 是(必须恢复) | 始终指向栈顶,被调用函数必须保证其值不被修改,或调用后恢复 |
| R14 | LR | 链接寄存器(返回地址) | 是(被调用者保存) | 存储函数返回地址,被调用函数需保护其值 |
| R15 | PC | 程序计数器 | 不可直接使用 | 指向当前执行的指令,无法手动修改,由 CPU 自动更新 |
总结:
传参 / 返回值寄存器(R0-R3) :调用者无需保存,用于传递前 4 个整数 / 指针参数,R0 额外承载函数返回值。
被调用者保存寄存器(R4-R11、R13、R14) :被调用函数需保护这些寄存器,调用结束后恢复原值,避免影响调用者逻辑。
特殊功能寄存器(R12、R15) :R12 为调用暂存寄存器,无需保存;R15(PC)不可手动操作,由 CPU 管理。